(57)【要約】  本発明のリニア発電機は、支持機構への負担や力の脈動が小さく、磁極のピッチを狭めて高周波数化が可能なリニア発電機を提供するため、可動子に配置された磁石を挟み込み保持するように配置された複数の磁極と、可動子の磁石を挟み込み保持する磁極を連続につなぐコアと、複数の磁極にまとめて巻き回された巻線と、磁石の磁極を交互に並べた磁石列、または、磁石の極性を交互に並べた磁石列と磁性材料で構成される可動子からなり、磁石を挟み込み保持するように配置された磁極と、磁石を保持する磁極を連続につなぐコアを有した磁極は可動子の長手方向に沿って複数個配置されており、複数個の磁極に共通の巻線を配置している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石の極性を交互に配列した可動子を挟み込むように配置した複数の磁極を有し、可動子を挟み込むように配置した複数の磁極に同一に巻かれた巻線を有し、複数の磁極をつなぐコアを有することを特徴とするリニア発電機。
【請求項２】
磁石の極性を交互に配列した可動子を挟み込むように配置した複数の磁極を有し、可動子を挟み込むように配置した複数の磁極に同一に巻かれた巻線を有し、複数の磁極をつなぐコアを有し、可動子に作用する可動子の進行方向以外の力を相殺したことを特徴とするリニア発電機。
【請求項３】
請求項１ないし請求項２記載のリニア発電機であって、可動子の進行方向の磁石ピッチＰに対して磁極のピッチを略２ｎＰ（ｎ＝１，２，３・・・）になるように配置したことを特徴とするリニア発電機。
【請求項４】
請求項１から請求項３記載の何れかのリニア発電機であって、磁極と磁極をつなぐコアからなる部材を分割したことを特徴とするリニア発電機。
【請求項５】
請求項１から請求項４記載の何れかのリニア発電機であって、磁極ないし磁極をつなぐコアないしそれらから構成される部材を可動子の進行方向に積層した部材で構成されることを特徴としたリニア発電機。
【請求項６】
請求項１から請求項５記載の何れかのリニア発電機であって、可動子を挟み込むように配置した複数の磁極を可動子の進行方向にずらして配置したことを特徴とするリニア発電機。
【請求項７】
請求項１から請求項６記載の何れかのリニア発電機であって、磁極と磁石面が対向する平面を有し、可動子が磁極および磁極をつなぐコアからなる固定子を貫通したことを特徴とするリニア発電機。
【請求項８】
請求項１から請求項７記載の何れかのリニア発電機であって、平面を有する磁性体に上下面に磁石を配置した可動子を有することを特徴とするリニア発電機。
【請求項９】
請求項８に記載のリニア発電機であって、可動子の進行方向に並んだ磁石の間に磁性体の凸部を設けたことを特徴とするリニア発電機。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のリニア発電機であって、可動子の磁性体に配置した上下面の磁石の位置が上面と下面で可動子の進行方向にずれたことを特徴とするリニア発電機。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０記載の何れかのリニア発電機であって、２つ以上の可動子を有し、２つ以上の可動子を可動子の進行方向の軸に対して対称になるように配置したことを特徴とするリニア発電機。
【請求項１２】
請求項１１に記載のリニア発電機であって、２つ以上の可動子を連結したことを特徴とするリニア発電機。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２に記載のいずれかのリニア発電機を用いた発電装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２に記載のいずれかのリニア発電機を有し、発電したエネルギを直流に変換するコンバータを有し、直流を交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータを有したリニア発電システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１２に記載のいずれかのリニア発電機を用いた車両用電磁サスペンション。
【請求項１６】
請求項１から請求項１２に記載のいずれかのリニア発電機を用いた波力発電用発電装置。
【請求項１７】
請求項１４記載のリニア発電システムであって、複数のリニア発電機を配列したことを特徴とするリニア発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア発電機およびそれを用いた発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
往復運動のエネルギを電気的なエネルギに変換するためには、往復運動を回転運動に変換して、回転型発電機を駆動させるか、熱や流体エネルギに変換してタービン発電機を駆動させるなどの方式が採用されている。【０００３】
しかし、それらの方法では、往復運動を回転運動に変換したり、熱や流体エネルギに変換したのち電気的なエネルギに変換するため、変換回数が多くなり損失の増加やシステムが大型になる。【０００４】
また、発電効率を上げるためには磁極の間隔を狭めて高周波数化し、電圧を高めることが有効である。そこで、回転型の電気機器において、横磁束を有効に利用した回転機が特許文献１に登録されている。この特許によるとモータ周りの電磁結合の量が低減され機器の性能が低下することを抑制できる。【０００５】
さらに、特許文献１に登録されている特許の磁気回路構成をリニア発電機に適用した発表がされている。【０００６】
非特許文献１によると、横磁束を用いた発電機が提案されている。この構成によると、永久磁石の同極が対向するように配置され、その間に磁束集中部材が配置されている。その隣側には逆極になるように磁石と磁束集中部材が配置される。それらを挟み込むようにＣ型形状のステータコアが配置され、Ｃ型形状の中心部にステータコイルが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６４５６６３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】“Conventional and TFPM Linear Generators for Direct-Drive Wave Energy Conversion,”IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 20, no. 2, June 2005.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の技術には次のような問題点があった。磁石から構成される部材を挟み込んでいるステータコアは上下に配置され磁石のピッチ分のずれをもっている。そのため、横磁束機器の端部において、上下どちらかにのみステータコアが存在し、磁石とステータコアの吸引力が大きくなる。【００１０】
磁石から構成される部材側、またはコア側が動く場合の何れにおいても何らかの機械的支持が必要になる。磁石とステータコアの吸引力によって支持機構への負担が大きくなり、支持機構の補修やメンテナンスが必要になるといった問題が発生する。【００１１】
さらに、最外側のステータコアは、そのステータコアの外側に磁気回路がないため端部の影響により磁気回路が変わり、力の脈動が生じるなどの問題点もあった。【００１２】
本発明の目的は上記問題を解決するために、支持機構への負担や力の脈動が小さく、磁極のピッチを狭めて高周波数化が可能なリニア発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のリニア発電機は、可動子に配置された磁石を挟み込み保持するように配置された複数の磁極と、可動子の磁石を挟み込み保持する磁極を連続につなぐコアと、複数の磁極にまとめて巻き回された巻線と、磁石の磁極を交互に並べた磁石列、または、磁石の極性を交互に並べた磁石列と磁性材料で構成される可動子からなり、磁石を挟み込み保持するように配置された磁極と、磁石を保持する磁極を連続につなぐコアを有した磁極は可動子の長手方向に沿って複数個配置されており、複数個の磁極に共通の巻線を配置している。【００１４】
複数個配置された磁極の極性を同一極性とすることにより、磁極間の漏れ磁束を低減することで極間を狭めることが可能になり、高周波数化が可能である。【００１５】
さらに、挟み込む磁極の位置をずらすことにより端部の影響を小さくし、力の脈動や支持機構への負担を低減できる。さらに、可動子の進行方向に対して可動子を二段または複数段の構成にし、力の脈動や支持機構への負担となる吸引力を相殺することが可能となる。【００１６】
また、本発明のリニア発電機は、磁石または磁石と磁石固定部材から成る可動子と、可動子を挟み込むように配置した複数の磁極と、複数の磁極をつなぐコアと、複数の磁極に配置された巻線を有する。【００１７】
また、本発明のリニア発電機は、磁極と磁極をつなぐコアで構成された固定子を可動子が貫通する構造を有し、磁気回路に可動子の移動方向に貫通する空間を有し、磁極と磁極をつなぐコアで構成される磁気回路に開口部を有する。【００１８】
また、本発明のリニア発電機は、磁極と磁極をつなぐコアと巻線から成る固定子が固定され、磁石と磁石固定部材から成る可動子が移動する。あるいは、前記可動子を固定し、固定子が移動する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果は、可動子に働く吸引力やモーメントを相殺することにより可動子の支持機構への負担が低減される。また、可動子に対して上下のコアをずらすことにより脈動の調整が容易になる。本発明の効果により、複数の磁極が同一極性を有することで磁極間を狭めて短い往復運動のストロークでも効率よく発電が可能で、可動子の支持機構への負担を低減したリニア発電機が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１によるリニア発電機の模式的な代表図。
【図２】本発明の実施例１の変更案による発電ユニットの模式図。
【図３】本発明の実施例２の発電ユニットの構成図。
【図４】本発明の実施例２の発電ユニットをＹ−Ｚ平面で切り落とした模式図。
【図５】本発明の実施例２の変更案１による発電ユニットの模式図。
【図６】本発明の実施例２の変更案２による発電ユニットの模式図。
【図７】磁極をつなぐコアの分割例を示す図。
【図８】積層した部材を用いた例を示す図。
【図９】積層および分割した例を示す図。
【図１０】可動子を連結した例を示す図。
【図１１】発電ユニットの構成例の断面図で切り取った図。
【図１２】磁極または／および磁極をつなぐコアの変形例を示す図。
【図１３】積層枚数を変更した例を示す図。
【図１４】本発明の実施例３の模式図。
【図１５】本発明の実施例３の可動子を連結した例を示す図。
【図１６】３相のリニア発電機の構成例を示す図。
【図１７】リニア発電機の磁束の例を示す図。
【図１８】巻線の配置例を示す図。
【図１９】可動子の構成例１を示す図。
【図２０】可動子の構成例２を示す図。
【図２１】タイヤに連結した例を示す図。
【図２２】波力発電機を構成した例を示す図。
【図２３】発電システムの構成例を示す図。
【図２４】第二の発電システム構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を示す。図１は実施例１の模式的な図を示す。図１は３相で構成した本発明のリニア発電機を示している。３つの発電ユニット１０１で構成されたリニア発電機の図中の一番手前の発電ユニット１０１を、内部が分かるようにＹ−Ｚ平面で切り取った模式図を示す。【００２３】
本発明のリニア発電機は磁極１と複数の磁極をつなぐコア２と複数の磁極に巻き回した巻線３から構成される固定子と、磁石４と磁石固定部材６からなる可動子８から構成される。磁極をつなぐコア２は上下に分割されている。分割した磁極をつなぐコアは上下同一部材で構成できるように上側の部材と下側の部材を同形状になる位置で分割しているが、分割する位置は上下の形状が同形状になる位置に限定されるわけではない。【００２４】
また、上下の磁極をつなぐコアは上下のつなぎあわせの部分に三角状の切り欠きを設けて位置合わせをしやすいように工夫されているがこの形に限定されるものではない。磁極をつなぐコアを上下に分割することで上下の磁極および磁極をつなぐコアを相対的にずらすことが可能になる。【００２５】
上下の磁極および磁極をつなぐコアをずらすことにより可動子８に発生する力の脈動を低減することが可能になる。また、このずれを調整することにより可動子に働く力の調整が可能になる。【００２６】
また、磁極１と磁極をつなぐコア２を貫通するように可動子８が挿入されている。磁石固定部材６と複数個の磁石４からなる可動子８を挟み込むように磁極１が上下それぞれ４極で構成されている。磁極１の数は４個に限定されるわけではない。磁極１および磁極をつなぐコア２は積層部材で構成されている。【００２７】
積層した部材で構成することにより、上下の磁極１および磁極をつなぐコア２をずらした場合に、ずらして飛び出た部分を取り外し、ずらした方向と逆側に設置することができるため、大きく形状が変わることなく調整が可能になるなどの効果がある。【００２８】
発電ユニット１０１はＸ−Ｙ平面で見た場合、左右対称になっており、たとえば、磁石４の磁束が上側の磁極１を通って、磁極をつなぐコア２を介して下側の磁極１を通って磁石４へ戻る磁気回路を構成する。【００２９】
このように、可動子８を囲むように磁極をつなぐコア２を配置することで、磁気回路を短く構成でき、また発電ユニット１０１の強度も向上させることができる。磁極をつなぐコアは左右対称でなくても構成可能である。【００３０】
図２は、図１で示したリニア発電機の磁極１の形状を磁石４に向かって先細りにした例である。図２（ａ）は発電ユニット１０１の正面図を示す。図２（ｂ）はＹ−Ｚ平面で切り取った発電ユニット１０１の模式的な斜視図を示す。図２（ｃ）はＹ−Ｚ平面で切り取った模式的な側面図を示す。【００３１】
図２（ａ）に示すように巻線３は磁石４に対向するように配置され、磁石４と磁石固定部材６から成る可動子は、磁極をつなぐコア２で囲まれている。図２（ｂ）は磁極１が磁石４に向かって先細りになった例を示す。図２（ｂ）では、磁極１は磁石４に向かって先細りの形状にしているがこの形状に限定されるわけではない。【００３２】
図２（ｃ）に示すように磁石４は、同一の磁化方向の磁石で磁石固定部材６を挟み込むように配置され、Ｚ方向に隣り合う方向には、逆向きに磁化された磁石が交互に配置されている。磁石４の矢印は磁石の磁化方向を示す。また、Ｚ方向に並んだ磁石のピッチに対して、磁極１のピッチは略２倍になるように並んでいる。【００３３】
図で示すように磁石のＺ方向のピッチＰに対して、磁極１にピッチは略２ｎＰ（ｎ＝１，２，３・・・）になるように配置されている。本実施例では、磁石固定部材６は磁性材料を用いて構成したが、非磁性材料でも構成可能である。【００３４】
また、磁石固定部材６を挟み込むように配置された磁石４において、Ｙ方向に並んだ磁石を一体で構成し、はしご状の磁石固定部材に磁石を埋め込んでも構成できる。【００３５】
また、図２（ｃ）において可動子８がＺ方向に往復運動することにより、磁石４による磁束が巻線３に鎖交し、巻線３に起電力が発生し、発電が可能となる。発電ユニット１０１を複数個配置し、多相のリニア発電機を構成することも可能である。【００３６】
図２は、可動子８を挟み込むように配置された上下の磁極１の中心が略一致しており、Ｚ軸方向にずれていない状態である。この状態では、可動子８に働くＹ方向への力は上下で相殺されることにより小さくできる特徴がある。【００３７】
また、組立の精度や磁石の特性のばらつきなどによって力の脈動が生じた場合は、上下の磁極１をずらして力の脈動を調整したりすることが可能である。【００３８】
このように、本発明のリニア発電機は用途に応じて、上下の磁極位置を調整することにより可動子に働く力を低減するものである。
【実施例２】
【００３９】
図３に本発明の実施例２のリニア発電機の模式図を示す。図４に図３のリニア発電機のＹ−Ｚ面で切り取った図面を示す。【００４０】
図３に示すように、可動子８は磁石４と磁性体のポールピース５から構成され、可動子８が２段になるように構成されている。【００４１】
また、図４において矢印は磁石の磁化方向を示す。磁石は＋Ｚ方向に磁化された磁石４ａと−Ｚ方向に磁化された磁石４ｂが磁石ピッチＰで交互に配置され、各々の磁石間には磁性体で作られたポールピース５が配置される。磁極１と磁極をつなぐコア２および複数の磁極に巻き回した巻線３からなる固定子は２段に構成された可動子８の各々に対向するように配置される。【００４２】
可動子８に対して片側の磁極１のピッチは略２ｎＰ（ｎ＝１，２，３・・・）（図ではｎ＝１）になるように配置される。また、上下の各可動子８に対向する磁極１は可動子の上下で磁石ピッチＰとほぼ同等の距離ａずれている。【００４３】
上下のリニア発電機を図４に示すように対称に配置し、上下の可動子８を機械的に連結することにより、可動子８に作用する吸引力やモーメントを相殺できる。さらに、上側のリニア発電機と下側のリニア発電機の磁極をつなぐコアの一部を共通化することが可能になり、リニア発電機も小型に構成できる。【００４４】
図４に示した上下の可動子をＺ方向に往復運動させることにより、巻線３に起電力が発生し発電が可能である。【００４５】
図５は上下の可動子の磁化方向が同じになるように配置した場合巻線３に発生する起電力の方向を示している。【００４６】
図６は、可動子を磁石４ａと磁石４ｂで構成した例である。図６に示すように可動子８は磁石４ａと磁石４ｂを交互につなげても構成が可能である。【００４７】
図４，図５および図６では、可動子に対向する磁極の位置を可動子の上下で略磁石ピッチずらした例を示しているが、可動子の上下の磁極のずれは略磁石ピッチでなくてもかまわない。略磁石ピッチずれた上下の磁極のずれを調整することにより、上下のリニア発電機の可動子に作用する吸引力やモーメントが相殺できる。【００４８】
図７は２段に構成したリニア発電機の磁極をつなぐコアを３分割にした例である。図７に示すように、磁極をつなぐコアを上側分割コア２ａ，下側分割コア２ｃ，中央分割コア２ｂと分割し、上側分割コア２ａと下側分割コア２ｃを同一形状となるように分割した例である。【００４９】
図８は積層コア２ｄを用いて発電機を構成した例である。【００５０】
図９は積層分割コア２ｅで発電機を構成した例である。【００５１】
図１０は図４で示した発電ユニット１０１を３つ並べて３相のリニア発電機を構成した例である。それぞれの発電ユニット１０１は磁石列に対して電気的に位相が１２０°毎ずれるように配置してある。【００５２】
また、可動子の端部を連結部材７で結合している。このように上下の可動子を連結することで、上下の各々の可動子に働くモーメントや吸引力の影響を小さくできる。また、可動子の剛性も向上させることが可能である。【００５３】
図１１の（ａ），（ｂ），（ｃ）に本発明のリニア発電機の構成について示す。図１１の各図は磁極や磁石の配置などが分かるようにＹ−Ｚ断面で切断した図を示している。図１１（ａ）は平板状の磁石固定部材６に磁石４を張り付けた構造をしている。この構成では平板状の鉄などの板に磁石を貼る構造であるので製作性が良い特徴がある。【００５４】
図１１（ｂ）は磁石固定部材６に磁石配置用の溝を加工したもので、Ｙ方向に並んだ磁石間に突起部９がある。この突起部９を磁性材料とした場合、巻線３に鎖交する磁束が増加する効果がある。また、磁石固定部材６と突起部９は一体で構成したり、別の部材で構成してもかまわない。突起部９を設けると凹み部を磁石４の位置決めのための溝としても利用できる。【００５５】
図１１（ｃ）は、可動子を挟み込む磁極１と磁極をつなぐコア２を、可動子に対して上下のコアをずらし、また、可動子の磁石の位置を磁石固定部材６の表裏でずらした実施例を示している。このように、可動子の表裏で磁石位置をずらすことも可能である。【００５６】
図１２は、磁極１と磁極をつなぐコア２の構成が分かるように、リニア発電機を部分的に切り取った図である。図１２は、本発明のリニア発電機の磁極１と磁極をつなぐコア２を、積層鋼板を重ねて構成した例である。【００５７】
図１２（ａ）は可動子８に対して上下の磁極１を可動子８の進行方向に対してそろえて構成した図である。図１２（ｂ）は可動子８に対して上下の磁極１を可動子の進行方向にずらして構成した例である。図１２（ｃ）は磁極１の形状を矩形状に構成した例である。【００５８】
図１３は積層鋼板でリニア発電機を構成した例である。リニア発電機の内部が分かるように、可動子の進行方向で発電機を切り取った図を示す。図１３は磁極１、磁極をつなぐコア２および巻線３の固定子のみを示す。【００５９】
磁極１および磁極をつなぐコア２を積層鋼板で作成することにより、積層する枚数の調整で磁極１のピッチを任意に調整できる。積層枚数を変えることにより、磁極ピッチｂと磁極ピッチｃのように磁極１の位置を調整可能である。磁極ピッチｂは１２枚の積層鋼板で構成されており、磁極ピッチｃは１４枚の積層鋼板で構成される。
【実施例３】
【００６０】
図１４に本発明の実施例３の例を示す。【００６１】
図１４は、図４に示したリニア発電機の間に図２のリニア発電機を組み合わせた実施例を示す。図１４（ａ）はリニア発電機をＹ−Ｚ平面で切り取った図を示す。【００６２】
図１４（ｂ）は図１４（ａ）の斜視図を示す。また、図１４（ｃ）はリニア発電機の斜視図を示す。図１４の最上部のリニア発電機と、最下部のリニア発電機は発生するモーメントが互いに逆向きになるためモーメントを相殺し小さくすることが可能になる。【００６３】
また、中央部のリニア発電機は、可動子に対して上下の磁極が対称であり、中央部の可動子に働くモーメントは小さい。これらの３つの可動子を連結することにより互いにモーメントやＹ方向への吸引力を低減することが可能になる。【００６４】
本実施例は３段の可動子構造を説明したが、モーメントや吸引力を低減するように配置することで、さらに可動子が増えた多段構成にしても構成可能である。【００６５】
また、図１４に示した最上部，中央部，最下部のリニア発電機の間の磁極をつなぐコアは磁束の方向が逆になり、磁気飽和が緩和されるため細くできるため装置も小型になる。【００６６】
図１５は図１４のリニア発電機の個々の可動子８を機械的に締結した図である。このように個々の可動子８を連結してもよい。図１６は図１５で示したリニア発電機を３つ並べ３相のリニア発電機として構成した例である。
【実施例４】
【００６７】
図１７は、二段のリニア発電機の正面図で、磁石によって生じる磁束１０を模式的に示している。図１７（ａ）は上下個々のリニア発電機の正面図である。図１７（ｂ）は２つ発電機を合わせた場合の磁束１０の向きを示している。【００６８】
図１７（ｂ）の磁極をつなぐコア２ｆは、図１７（ａ）に示した２つの発電機において、上側発電機の下側の磁極をつなぐコア２と、下側発電機の上側の磁極をつなぐコア２を共通化することによりリニア発電機の小型化が可能になる。
【実施例５】
【００６９】
図１８は、２段の可動子８を組み込んだリニア発電機である。巻線３を上側の可動子８の上と、下側の可動子８の下に配置した例である。このように巻線３の位置や個数は本実施例に記載されるものに限定されるわけではない。
【実施例６】
【００７０】
図１９および図２０は本発明の可動子の実施形態を示す例である。図１９（ａ）は平板の磁石固定部材６に溝を作成し磁石４を接着した例である。図１９（ｂ）は磁石固定部材６に窪みを設けて磁石４を配置した例である。【００７１】
図２０（ａ）は磁石４とポールピース５のみで可動子を構成した例である。図２０（ｂ）は図２０（ａ）の可動子をフレーム１１で囲み強度を増した実施例である。フレーム１１は磁性材料および非磁性材料でも構成可能である。【００７２】
本発明のリニア発電機は、たとえば、自動車のタイヤに連結することにより、走行時の振動エネルギで発電したり、波のエネルギを利用して潮力または波力発電装置としても構成できる。【００７３】
図２１に自動車のタイヤに接続した例を示す。軸１１３にホイール１１１およびタイヤ１１０が連結されている。ホイール１１１にリンク部１１２を介してリニア発電機１０２が連結される。タイヤ１１０の上下運動のエネルギにより発電が可能である。【００７４】
図２１は、ホイール１１１にリンク部１１２を接続しているが、タイヤの運動エネルギをリニア発電機１０２に伝えられる構成であればその形態を問わない。また、自動車のサスペンション部またはダンパ部にリニア発電機を搭載することも可能である。【００７５】
図２２に本発明のリニア発電機で波力発電装置を構成した例である。図２２（ａ）は海上にリニア発電機１０２を設置した例である。図２２（ｂ）は海中にリニア発電機１０２を設置した例である。【００７６】
図２２はリニア発電機１０２にブイ１２０が連結され、ブイ１２０の浮力によりリニア発電機の可動子が直線運動を行い、発電する構成になっている。本発明のリニア発電機を用いた発電装置は図２２に示した発電形態を問わず、波力および潮力による水面の上下運動を本発明のリニア発電機に伝えることにより構成可能であり、同様の効果が得られればその形態を問わない。
【実施例７】
【００７７】
図２３に本発明の実施例７を示す。本発明のリニア発電機１０２が、三相のコンバータに接続されている。リニア発電機で発電された三相交流を三相コンバータ２００により直流に変換する。【００７８】
三相コンバータ２００には、ＤＣ／ＡＣインバータ２０１が接続され、ＤＣ／ＡＣインバータにより一定の周波数になるように変換され系統に接続される。本発明のリニア発電機を用いることにより、磁極のピッチを狭めることにより発電する交流の周波数を高くすることが可能になり、発電効率を向上できる。【００７９】
さらに、漏れ磁束が少ないため無効な磁束が少なく、インダクタンスを小さくできる。インダクタンスが小さくできるため、コンバータの容量が小さくなり小型の発電システムが提供できる。さらに、支持機構の負担を低減できるためメンテナンスの回数を低減できる。【００８０】
図２３では、三相のリニア発電機，三相の系統での例を示しているが、この構成に限定するものではない。
【実施例８】
【００８１】
図２４に本発明の実施例８の説明のための図を示す。図２４は波力を利用した発電システムである。可動子にブイ１２０をつなげたリニア発電機１０２に三相コンバータ２００が接続され、各三相コンバータ２００はＤＣ／ＡＣインバータ２０１を介して系統につながっている。【００８２】
波１２１は波の高さが時間的変化するため、リニア発電機１０２で発電される交流も正弦波状の波形になる。波の最も高いところではリニア発電機１０２に設置されたブイ１２０の速度は零になり、時間的に各リニア発電機１０２の発電量が変動する。【００８３】
そこで、複数のリニア発電機１０２を並列またはマス目状などに波の進行方向に並べることにより発電量の平滑化が可能になる。このシステム構成では各リニア発電機１０２に三相コンバータ２００が必要になるが、本発明のリニア発電機１０２では、磁極のピッチを狭め発電する交流の周波数を高くし発電効率が向上できるほか、漏れ磁束の低減によりインダクタンスを小さくできるためコンバータの容量も小さくできる。さらには、支持機構への負担が少ないため支持機構を小型にでき、システム全体を小型に構成できる。【００８４】
本発明の実施例では磁極および磁極をつなぐコアおよび可動子の形状を変えた場合の一例を示したが、同様の効果が得られれば、それに限定されるものではない。【００８５】
本実施例で記載の磁性体にはＳＳ４００やＳ４５Ｃなどの鉄系材料やケイ素鋼板などの高磁率部材が利用可能である。【００８６】
本発明の実施例で示した可動子はスラストベアリングやＬＭガイド，ローラなどで支持し、磁極と可動子の空隙を保持することが可能である。【００８７】
本発明の磁極と磁極をつなぐコアは一体で構成してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  磁極
２  磁極をつなぐコア
２ａ  上側分割コア
２ｂ  中央分割コア
２ｃ  下側分割コア
２ｄ  積層コア
２ｅ  積層分割コア
３  巻線
４  磁石
４ａ  右向き磁石
４ｂ  左向き磁石
５  ポールピース
６  磁石固定部材
７  連結部材
８  可動子
９  突起部
１０  磁束
１１  フレーム
１０１  発電ユニット
１０２  リニア発電機
１１０  タイヤ
１１１  ホイール
１１２  リンク部
１１３  軸
１２０  ブイ
１２１  波
２００  三相コンバータ
２０１  ＤＣ／ＡＣインバータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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